課程設(shè)計(jì)---啤酒的酵母泥深加工工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　《發(fā)酵工程》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題:處理年產(chǎn)50，000噸啤酒的酵母泥深加工工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 年產(chǎn)50000噸

2、啤酒的酵母泥深加工(酵母精) 工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　生產(chǎn)規(guī)模： 年產(chǎn)50000 噸／年啤酒的處理</p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格： 國(guó)標(biāo)酵母提取物</p><p>　　生產(chǎn)方法： 以啤酒酵母泥為原料，經(jīng)過(guò)脫苦,自溶，酶解滅酶，分離,濃縮,干燥等過(guò)程，生產(chǎn)出酵母抽提物(

3、酵母精)</p><p>　　原料： 酵母泥(每生產(chǎn)100噸啤酒就可得到含水分75-80%的酵母泥1.5噸)</p><p>　　酶用量：抽提物得率68.6% 。</p><p>　　酵母自溶溫度55℃，自溶后升溫到95℃滅酶1h。</p><p>　　全年生產(chǎn)天數(shù)： 300天</p><p><b>　　一

4、、課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　學(xué)生在掌握了基礎(chǔ)理論，專業(yè)理論，專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生具備發(fā)酵工廠工藝、工程設(shè)計(jì)的能力；其基本目的是：</p><p>　　1、培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。</p><p>　　2、培養(yǎng)學(xué)生掌握發(fā)酵工廠工藝流程和主要設(shè)備設(shè)計(jì)的方法及設(shè)計(jì)步驟。</p><p>　　3

5、、達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊(cè)和規(guī)范等）的能力。</p><p><b>　　二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p>　　1．根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱有關(guān)資料、文獻(xiàn)，搜集必要的技術(shù)資料及工藝參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)方法的選擇與比較，工藝流程與工藝條件的確定和論證。</p><p>　　2.工藝計(jì)算：全廠

6、的物料衡算；蒸汽、水用量的衡算。</p><p>　　3.生產(chǎn)設(shè)備選型計(jì)算：包括設(shè)備的選型，容量，數(shù)量及主要的外形尺寸。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)要求： </b></p><p>　　1.根據(jù)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容書寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(以《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》車間初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫要求書寫)。 </p><p>　　2.

7、完成一張圖紙(1號(hào)圖紙)酵母深加工(酵母精生產(chǎn)) 工藝流程圖。 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介…………………………………………………6</p><p>　　2工藝確定、工藝流程草圖及說(shuō)明（論證） </p><p>　　2.1工藝流程草圖………………………………………………7

8、</p><p>　　2.2工藝流程的確定與論證……………………………………7</p><p>　　2.2.1過(guò)濾除雜…………………………………………………7</p><p>　　2.2.2脫苦………………………………………………………8</p><p>　　2.2.3自溶與酶解………………………………………………8</p>&

9、lt;p>　　2.2.4 滅酶………………………………………………………9</p><p>　　2.2.5 離心分離…………………………………………………9</p><p>　　2.2.6 濃縮………………………………………………………9</p><p>　　2.2.7 干燥………………………………………………………9</p><p>

10、<b>　　3工藝計(jì)算</b></p><p>　　3.1全廠物料衡算………………………………………………9</p><p>　　3.1.1 計(jì)算每天需要處理的啤酒和酵母泥的量………………9</p><p>　　3.1.2. 計(jì)算每一步工序酵母泥的質(zhì)量…………………………9</p><p>　　3.1.3 一天投料的物料

11、衡算表………………………………11</p><p>　　3.1.4 每步投料與進(jìn)水量表……………………………………11</p><p>　　3.2 車間的熱量衡算（即水蒸汽量耗熱量Q的衡算）</p><p>　　3.2.1 各步驟蒸氣耗熱量的計(jì)算………………………………12</p><p>　　3.2.2 各步驟所需熱量表…………………………

12、……………13</p><p>　　3.3車間用水量的計(jì)算…………………………………………13</p><p>　　4.車間設(shè)備選型及說(shuō)明</p><p>　　4.1 罐體的尺寸計(jì)算和設(shè)計(jì)……………………………………13</p><p>　　4.1.1過(guò)濾罐設(shè)計(jì)………………………………………………14</p><p>

13、　　4.1.2脫苦罐的設(shè)計(jì)……………………………………………14</p><p>　　4.1.3自溶罐的設(shè)計(jì)……………………………………………14</p><p>　　4.2 其它設(shè)備的生產(chǎn)能力的計(jì)算和選型</p><p>　　4.2.1過(guò)濾機(jī)的選擇……………………………………………15</p><p>　　4.2.2真空濃縮器的選擇…………

14、………………………………15</p><p>　　4.2.3 干燥機(jī)的選擇……………………………………………15</p><p>　　4.2.4離心設(shè)備的選擇…………………………………………16</p><p>　　4.2.5泵的選擇……………………………………………………16</p><p><b>　　5.設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表<

15、/b></p><p>　　5.1 設(shè)備及罐體設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表………………………………16</p><p>　　5.2 時(shí)間總覽…………………………………………………17</p><p><b>　　6．對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述</b></p><p>　　6.1 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)…………………………………………………18</p

16、><p>　　6.2 設(shè)計(jì)心得與體會(huì)…………………………………………18</p><p><b>　　7.附圖</b></p><p>　　8.參考文獻(xiàn)……………………………………………………18</p><p><b>　　1. 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介</b></p><p>　　本項(xiàng)目

17、是以啤酒酵母泥為原料，采用生物技術(shù)手段，經(jīng)脫苦、自溶等工序而制成的一種天然調(diào)味料——酵母抽提物(即酵母精)。</p><p>　　我國(guó)是啤酒生產(chǎn)大國(guó)，啤酒企業(yè)每年都有大量的剩余酵母產(chǎn)生，啤酒廢酵母含有豐富的氨氮物質(zhì)，是一種擁有巨大潛力的資源。目前，我國(guó)啤酒企業(yè)大多將啤酒醉母泥經(jīng)收集、烘干作為蛋白飼料，但由于市場(chǎng)售價(jià)很低，企業(yè)利潤(rùn)很少；或者僅僅作為環(huán)保治理、減少污染的措施而實(shí)施；有的企業(yè)甚至直接排放掉，造成很大浪費(fèi)

18、并污染環(huán)境。若能將收集到的酵母泥，通過(guò)改變后處理工藝而制成酵母精，則可大大提高其附加值，為企業(yè)創(chuàng)造極大的效益，真正達(dá)到變廢為寶的目的。</p><p>　　本文所采用的生產(chǎn)方法力求生產(chǎn)過(guò)程工藝簡(jiǎn)易、設(shè)備投資少、生產(chǎn)周期短、酵母抽提率高、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品風(fēng)味較好。產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用在家用調(diào)味品或其它食品的加工中，起到改善產(chǎn)品風(fēng)味、提高產(chǎn)品品質(zhì)、增進(jìn)食欲等作用。 </p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生

19、產(chǎn)100噸啤酒就有1.5噸啤酒廢酵母（含水80%左右）產(chǎn)生，因此一個(gè)年產(chǎn)10萬(wàn)噸的啤酒企業(yè)就可產(chǎn)生150噸啤酒廢酵母，是可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的。經(jīng)過(guò)多次工業(yè)試驗(yàn)的資料顯示，,酵母抽提物得率可達(dá) 70 %。 </p><p>　　本文做采用的生產(chǎn)工藝是目前較為普遍的自溶—酶聯(lián)法。其具體生產(chǎn)工藝為啤酒酵母泥由過(guò)濾除雜、水洗脫苦、 保溫自溶(酶解)、滅酶、離心分離、濃縮、調(diào)配、干燥而得成品——干粉狀酵母提取物。其中，脫苦

20、方法決定了產(chǎn)品的口感，自溶方法決定了酵母抽提物的得率，因此脫苦及自溶兩步在生產(chǎn)過(guò)程中較為重要。</p><p>　　2．工藝確定、工藝流程草圖及說(shuō)明（論證）</p><p>　　2.1 工藝流程草圖</p><p>　　2.2 工藝流程的確定與論證</p><p>　　2.2.1 過(guò)濾除雜</p><p>　　酵母泥添

21、加0~4℃凈水至酵母懸液濃度為10%，連續(xù)泵入80目過(guò)濾篩，過(guò)濾兩次，可分離雜質(zhì)。</p><p>　　從啤酒廠回收的酵母泥中含有麥芽殼，酒花沉淀、析出蛋白質(zhì)沉淀等物質(zhì)，對(duì)酵母泥進(jìn)行加工之前必須經(jīng)過(guò)洗滌、除雜等工藝處理。不同的酵母懸液濃度和不同大小的篩目對(duì)啤酒廢酵母泥的除雜有著不同的影響，尤其是酵母懸液濃度。當(dāng)濃度大時(shí)，易成糊狀，泡沫多，且難過(guò)篩，酵母損失大。經(jīng)大量預(yù)實(shí)驗(yàn)，在過(guò)篩2次的前提下，以干凈酵母泥的得率為

22、考察指標(biāo)，80目除雜效果明顯高于100目。因此，確定最佳除雜工藝為：酵母懸液濃度10％，過(guò)80目篩兩次。</p><p><b>　　2.2.2脫苦</b></p><p>　　加入0~4℃無(wú)菌水，調(diào)成濃度為10%~15%的酵母液，加入0.5% NaHCO3，攪拌30min。</p><p>　　經(jīng)過(guò)壓榨的啤酒酵母泥, 其中還含有少量的啤酒花及

23、小分子物質(zhì) , 這些物質(zhì)將影響酵母抽提物的質(zhì)量及口感, 通過(guò)堿洗 ,利用浮力差 ,即能達(dá)到去除的目的，使酵母顏色由深褐色變?yōu)榘咨?，以保證對(duì)后續(xù)提取物質(zhì)不產(chǎn)生副作用。實(shí)踐證明, 用 0.5 %的NaHCO3溶液作用啤酒酵母泥30min能使未去除的酒花皂化, 去除苦味。</p><p>　　2.2.3自溶與酶解</p><p>　　調(diào)漿為10%濃度的酵母溶液，pH6.5， 升溫至55℃，加1%

24、破壁酶和促進(jìn)劑（1%乙醇，5%磷酸氫二鉀，5%葡萄糖），自溶時(shí)間共計(jì)8h。自溶完成后，添加1%酵母抽提酶， 酶促自溶12h, 溫度為55℃。</p><p>　　啤酒酵母自溶效率與多種因素有關(guān) ,如介質(zhì)的 pH、溫度、時(shí)間、酶制劑的使用等。漿液的濃度亦對(duì)酵母自溶有一定的影響 ,酵母液濃度大 ,自溶速度慢 ,抽提率低;酵母液濃度低 ,自溶速率大 ,抽提率高 ,但濃縮能耗較大。 故一般選用 10 %～15 %的酵母液

25、濃度。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加破壁酶可顯著提高抽提物中的氨基氮和固形物得率，且伴隨自溶時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加，并且增幅變緩。綜合考慮工藝成本、殘余內(nèi)源蛋白酶的活力以及最終產(chǎn)物的風(fēng)味，選擇添加1%破壁酶，并以自溶時(shí)間為8h為宜。有研究發(fā)現(xiàn)，在酵母自溶過(guò)程中添加適當(dāng)比例的鉀離子、乙醇和葡萄糖可有效提高酵母自溶效率。正交試驗(yàn)表明，在pH6.5條件下，添加1%乙醇、5%磷酸二氫鉀和5%葡萄糖，酵母的自溶所得氨基

26、氮得率為3.764%。</p><p>　　破壁酶和自溶促進(jìn)劑的添加可使產(chǎn)物的溶出途徑變得更加通暢，溶出速度顯著增加，自溶時(shí)間大大縮短，此時(shí)添加酵母水解專用的高效復(fù)合酶酵母抽提酶可進(jìn)一步提高自溶產(chǎn)物的得率和風(fēng)味。實(shí)驗(yàn)證明添加1%酵母抽提酶的酶解效果較其他酶制劑（如風(fēng)味蛋白酶、中性蛋白酶、復(fù)合蛋白酶和木瓜蛋白酶）更為明顯。氨基氮得率比木瓜蛋白酶作用結(jié)果提高了約112.9%，固形物得率比木瓜蛋白酶作用結(jié)果提高了約40

27、.3%。當(dāng)自溶時(shí)間為28h時(shí)，產(chǎn)品得率趨于穩(wěn)定，風(fēng)味醇厚，因此最佳自溶時(shí)間為28h。</p><p><b>　　2.2.4 滅酶 </b></p><p>　　經(jīng) 95℃，1h加熱處理,可達(dá)到滅酶的效果。</p><p>　　酵母自溶液中含有一定量的蛋白酶、未變性的蛋白質(zhì)和肽類等物質(zhì) , ,不僅可以鈍化酶類，使自溶和酶解反應(yīng)終止 ,而且還能使

28、蛋白質(zhì)、 肽類發(fā)生適度的變性 ,便于過(guò)濾。</p><p>　　2.2.5 離心分離</p><p>　　使用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，5000rpm得上清，分離得到自溶物后立即煮沸30min滅菌。</p><p><b>　　2.2.6 濃縮 </b></p><p>　　進(jìn)行濃縮至干物質(zhì)含量達(dá)45%，真空濃縮0.090~0

29、.093MPa55℃</p><p>　　因?yàn)樗璁a(chǎn)品為干粉狀酵母抽提物，因此在干燥之前需要進(jìn)行一定程度的濃縮以減小干燥過(guò)程的時(shí)間，增加干燥的效率。酵母抽提物為熱敏性物料 ,長(zhǎng)時(shí)高溫會(huì)使蛋白質(zhì)發(fā)生過(guò)度變性 , 不僅降低了產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 , 而且造成酵母抽提物復(fù)水性能差。故一般采用真空濃縮 ,其真空度為 0. 090～0. 093MPa ,溫度以 50～60 ℃ 為宜。</p><p>&l

30、t;b>　　2.2.7 干燥</b></p><p>　　用壓力差放入帶有0.2~0.3MPa蒸汽加熱的滾筒中轉(zhuǎn)動(dòng)粉碎，刮下成片的酵母精。</p><p><b>　　3.工藝計(jì)算</b></p><p>　　3.1 全廠物料衡算</p><p>　　3.1.1 計(jì)算每天需要處理的啤酒與酵母泥量<

31、/p><p>　　本車間需要年處理50000t啤酒的酵母泥，已知每100t啤酒經(jīng)過(guò)濾等預(yù)處理步驟可得到1.5t酵母泥（含水量在75%-80%）。因全年處理300天，因此每天需處理的啤酒量為：</p><p>　　50000t÷300=166.7t, 約為170t</p><p>　　若每天處理的批次為一批，每天要處理的酵母泥量為：</p><

32、;p>　　170t×1.5t÷100t=2.55t</p><p>　　3.1.2 計(jì)算每一步工序酵母泥的質(zhì)量</p><p>　　1.綜合所掌握的酒精發(fā)酵與啤酒發(fā)酵等數(shù)據(jù)可得到以下?lián)p耗率：</p><p>　　注:離心過(guò)程的損失率可忽略不計(jì)；干燥過(guò)程的損耗率未查到，暫不算。</p><p>　　因此處理酵母泥的抽提

33、率為：68.6%，符合文獻(xiàn)上查找的抽提率</p><p>　　2.每一步的酵母泥、酵母泥懸液、及自溶后的酵母抽提物勻漿質(zhì)量如下：</p><p>　?。?）過(guò)濾罐中酵母泥質(zhì)量為：</p><p><b>　　2.55t</b></p><p>　　因?yàn)槲醇铀慕湍改嗪s80%，即酵母泥濃度為20%，若要調(diào)成10%的酵母

34、泥懸液，則只需再加一倍體積的水</p><p>　　2.55t酵母泥的體積=2.55×103÷1×103=2.55m3</p><p>　　則過(guò)濾罐中的加水量等于酵母泥的體積，為：</p><p><b>　　2.55m3</b></p><p>　　所以在過(guò)濾罐中的酵母懸液總體積為：<

35、;/p><p>　　2.55 m3×2=5.1 m3</p><p>　　（2）流經(jīng)80目篩（即過(guò)濾機(jī)）的酵母泥懸浮液質(zhì)量為：</p><p>　　2.55t×(1-1.5%)+2.55t =5.062t</p><p>　?。?）酵母泥在脫苦罐中的質(zhì)量為：</p><p>　　2.55t×(

36、1-1.5%)×（1-1.5%）=2.474t</p><p>　　脫苦處理時(shí)加水至酵母懸液的濃度為10%~15%，所以無(wú)需在脫苦罐中再繼續(xù)加水，則脫苦罐中的懸液總質(zhì)量為：</p><p>　?。?.474t＋2.55t） +2.474t×0.5%=5.036t</p><p>　　脫苦過(guò)程所加NaHCO3量為：</p><p

37、>　　2.474t×0.5%=12.37Kg</p><p>　?。?）經(jīng)過(guò)離心分離機(jī)1與自溶罐中的酵母泥質(zhì)量為：</p><p>　　2.474t×(1-1.5%)=2.437t</p><p>　　其中，經(jīng)過(guò)離心機(jī)1的酵母懸液總質(zhì)量為：</p><p>　　2.437t+（5.036t－2.474t） =4.99

38、9t</p><p>　?。?）自溶處理中，需加水調(diào)成10%的酵母漿（即再加一倍體積的水），再加一系列酶與試劑，則保溫自溶罐中的酵母漿重量為（自溶、酶解與滅酶過(guò)程都在自溶罐中進(jìn)行，即進(jìn)行兩次加試劑一次升溫的過(guò)程）：</p><p>　　2.437t×2+2.437t×（1%+1%+5%+5%+1%）=5.191t</p><p>　　自溶罐中的加

39、水量為：</p><p><b>　　2.437t</b></p><p>　　所加試劑及酶的量為：</p><p>　　破壁酶量=乙醇量=酵母抽提酶量=2.437t×1%=24.37Kg</p><p>　　磷酸氫二鉀量=葡萄糖量=2.437t×5%=121.85Kg</p><

40、p>　?。?）經(jīng)自溶過(guò)程后，經(jīng)過(guò)離心機(jī)2的酵母抽提物及胞壁成分混合物（不把所加試劑與酶的量計(jì)算在內(nèi)）量為：</p><p>　　2.437t×（1-1.5%）×（1-2.1%）=2.350t</p><p>　　經(jīng)過(guò)離心機(jī)2的酵母抽提液漿的總質(zhì)量為：</p><p>　　2.350t+(5.191t-2.437)=5.104t</p&

41、gt;<p>　?。?）濾除重相后，到達(dá)真空濃縮器中的酵母抽提物質(zhì)量為：</p><p>　　2.350t×（1-20%）=1.880t</p><p>　　真空濃縮器中的酵母抽提物勻漿重量為：</p><p>　　1.880t+（5.191t-2.437t）=4.634t</p><p>　　當(dāng)濃縮至45%時(shí)，在真空

42、濃縮器中酵母抽提物濃漿質(zhì)量約為：</p><p>　　4.634t×（1-45%）÷（1-10%）=2.832t</p><p>　?。?）通過(guò)真空濃縮器后，干燥裝置與包裝裝置中的酵母抽提物質(zhì)量為：</p><p>　　1.880t×（1-5%）=1.786t</p><p>　　因此干燥裝置中酵母抽提物濃漿質(zhì)量

43、為：</p><p>　　1.786t+（2.832t-1.880t）=2.738t</p><p>　　干燥后，可得到粉狀的酵母抽提物質(zhì)量為：</p><p><b>　　1.786t</b></p><p>　?。?）經(jīng)包裝后最終得到的酵母抽提物質(zhì)量為：</p><p>　　1.786t

44、15;（1-2%）=1.7503t</p><p>　　經(jīng)核算：1.7503t÷2.55t=68.6%，符合查得的抽提率。</p><p>　　3.1.3 一天投料的物料衡算表</p><p>　　由于資料有限，暫把酵母液的密度約等于水的密度來(lái)計(jì)算體積</p><p>　　因?yàn)槠【频拿芏缺人孕?，因此待處理啤酒的密度也可約等于水的&

45、lt;/p><p>　　3.1.4 每步投料與進(jìn)水量表</p><p>　　3.2 車間的熱量衡算（即水蒸汽量耗熱量Q的衡算）</p><p>　　3.2.1 各步驟蒸氣耗熱量的計(jì)算</p><p>　　注：以下計(jì)算過(guò)程中酵母泥懸浮液的比熱容因?yàn)橘Y料缺乏按照水的比熱容來(lái)計(jì)算。</p><p>　　根據(jù)公式Q=CMΔt（M為

46、總質(zhì)量，C為比熱容，Δt為溫度差），可對(duì)各個(gè)步驟的水蒸汽耗熱量進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　罐體的熱損失為5%</b></p><p>　　攪拌熱公式Q’=P×3601,其中我們擬定P=10kW/h,則Q’=P×3601=36010kJ</p><p>　　因此，需損耗水蒸氣總熱量Q=（Q2-Q’）×(5

47、%+1)=1.05（Q2-Q’）</p><p>　　1.自溶過(guò)程需消耗的水蒸汽熱量計(jì)算</p><p>　　自溶過(guò)程的酵母泥懸液中加入了1%破壁酶和促進(jìn)劑（1%乙醇，5%磷酸氫二鉀，5%葡萄糖），因此，酵母泥懸液的總重量為：</p><p>　　G1=2.437t×2+2.437t×（1%+1%+5%+5%）=5166Kg</p>

48、<p>　　其中，△t1=55℃-25℃=30℃（反應(yīng)需從室溫25℃升溫至55℃）</p><p>　　因此Q21=G1C△t1=5166Kg×4.2×1000J/Kg.℃×30℃=650971KJ</p><p>　　自溶過(guò)程消耗蒸汽熱量為Q1=（650971KJ－36010kJ）×1.05=645710KJ</p>&l

49、t;p>　　2.酶解過(guò)程溫度不變保持在55℃，只加入了1%的酶，即可看做質(zhì)量保持不變，只需進(jìn)行保溫。</p><p>　　3.滅酶過(guò)程需加入的水蒸汽熱量計(jì)算</p><p>　　G2=2.437t×2+2.437t×（1%+1%+5%+5%+1%）=5191Kg, </p><p>　　其中，△t2=95℃-55℃=40℃(該過(guò)程需升溫至9

50、5℃進(jìn)行滅酶)</p><p>　　所以Q22=G2C△t2=5191Kg×4.2×1000J/Kg.℃×40℃=872088KJ</p><p>　　但是，加熱到95℃，鄰近100℃，因此水的蒸發(fā)量可記為為每小時(shí)5%，滅酶處理一小時(shí)，則蒸發(fā)水分的量為</p><p>　　△G=G2×5%×1=5191Kg×

51、;5%×1=259.55kg</p><p>　　△Q=△ GI=259.55kg×2257.2=585856kJ</p><p>　　所以滅酶過(guò)程消耗蒸氣熱量為</p><p>　　Q2=（Q22－Q’-△ Q）×1.05=1.05×（872088KJ -585856kJ -36010KJ）=250222kJ</p&g

52、t;<p>　　4.真空濃縮過(guò)程制冷量的計(jì)算</p><p>　　G3=1.880t+（5.191t-2.437t）=4.634t=4634Kg</p><p>　　其中，△t3=55℃－95℃=-40℃</p><p><b>　　因此所需制冷量為</b></p><p>　　Q3=G3C△t3=4634

53、Kg×4.2×1000J/Kg.℃×（－40℃）=－778512KJ</p><p>　　3.2.2 各步驟所需熱量表</p><p>　　3.3車間用水量的計(jì)算</p><p>　　計(jì)算過(guò)程如全廠物料衡算所示，下表為車間各步驟用水量表：</p><p>　　4.車間設(shè)備選型及說(shuō)明</p><

54、p>　　4.1 罐體的尺寸計(jì)算和設(shè)計(jì)</p><p>　　注：參照味精的生產(chǎn)工藝，規(guī)定罐體的徑高比為1:2，添充率為75%</p><p>　　根據(jù)加工流程，本設(shè)計(jì)需要過(guò)濾罐、脫苦罐、自溶罐三個(gè)罐體，罐體均為圓柱形。</p><p>　　4.1.1過(guò)濾罐設(shè)計(jì)</p><p>　　注： 過(guò)濾罐無(wú)需夾套保溫，過(guò)濾過(guò)程在常溫下進(jìn)行即可，需攪拌

55、</p><p><b>　?。?） 罐體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由物料衡算得，每批加入到過(guò)濾罐中的總體積為5.1 m3</p><p>　　所以所需過(guò)濾罐體積至少為V1=5.1m3÷75%=6.8m3≈7.0 m3</p><p>　　由徑高比得，罐體底面半徑R1=(V1/4π)1/3=0.82m即

56、，底面直徑D1=1.65m，罐高H1=3.3m</p><p><b>　?。?）攪拌器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　擬定攪拌器的功率為P=10kW/h，選用適合菌體攪拌的六彎葉渦輪攪拌器。</p><p>　　該攪拌器的尺寸與罐徑D符合一定比例關(guān)系:</p><p>　　即需滿足攪拌器葉徑d1=D1/3=1.65m

57、 /3=0.55m </p><p>　　葉寬B1=0.2d1=0.2×0.55m=0.11m</p><p>　　弧長(zhǎng)l1=0.375d1=0.375×0.55m =0.206m</p><p>　　底距C1= D1/3=1.65m /3=0.55m</p><p>　　盤徑d11=0.75d1=0.75×0.

58、55m=0.413m</p><p>　　葉弦長(zhǎng)L1=0.25d1=0.25×0.55m=0.138m</p><p>　　葉距Y1=D1=1.65m</p><p>　　4.1.2脫苦罐設(shè)計(jì)</p><p>　　注：此過(guò)程無(wú)需加熱，無(wú)夾套設(shè)備，但需要攪拌裝置</p><p><b>　?。?）罐體

59、設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由物料衡算得，脫苦時(shí)罐中液體總體積為5.036m3，體積略小于過(guò)濾罐中的總體積</p><p>　　所以所需脫苦罐可與過(guò)濾罐的設(shè)計(jì)完全一樣</p><p>　　即，底面直徑D2=1.65m，罐高H2=3.3m</p><p><b>　?。?）攪拌器設(shè)計(jì)</b></p&

60、gt;<p>　　擬定攪拌器的功率為P=10kW/h，選用適合菌體攪拌的六彎葉渦輪攪拌器。</p><p>　　則脫苦罐中的攪拌器也可與過(guò)濾罐中的攪拌器型號(hào)完全一致</p><p>　　即攪拌器葉徑d2= 0.55m 葉寬B2=0.11m</p><p>　　弧長(zhǎng)l2=0.206m 底距C2=0.55m</p><p>　　盤徑

61、d12=0.413m 葉弦長(zhǎng)L2=0.138m</p><p>　　葉距Y2=1.65m</p><p>　　4.1.3自溶罐的設(shè)計(jì)</p><p>　　注：自溶過(guò)程需要加熱與保溫，因此罐體需要夾套進(jìn)行保溫，此外，還需要攪拌器。</p><p><b>　　罐體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　

62、由物料衡算得，自溶過(guò)程罐中液體總體積為5.191m3</p><p>　　則自溶罐的體積不得小于V3=5.191m3÷75%=6.92 m3≈7.0 m3 </p><p>　　所以所需自溶罐罐可與前面兩罐的設(shè)計(jì)完全一樣</p><p>　　即，底面直徑D2=1.65m，罐高H2=3.3m</p><p><b>　　(2

63、) 攪拌器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于罐體規(guī)格一致，攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)也可完全一樣，功率P=10kW/h六彎葉渦輪攪拌器</p><p>　　即攪拌器葉徑d3= 0.55m 葉寬B3=0.11m</p><p>　　弧長(zhǎng)l3=0.206m 底距C3=0.55m</p><p>　　盤徑d13=0.413m 葉弦長(zhǎng)L3=0.1

64、38m</p><p>　　葉距Y3=1.65m</p><p><b>　　夾套設(shè)計(jì)</b></p><p>　　據(jù)酒精工藝的數(shù)據(jù)，夾套上距液面15cm，下距底部15cm，</p><p>　　又因?yàn)橐好娓?5.191 m3÷π（R3）2=2.46m</p><p>　　則夾套高=（2

65、.46-0.15-0.15）m=2.16m</p><p>　　則夾套面積=2.16m×2×π×0.82m=11.13m2</p><p>　　4.2 其它設(shè)備的生產(chǎn)能力的計(jì)算和選型</p><p>　　4.2.1.過(guò)濾機(jī)的選擇</p><p>　　根據(jù)所要處理的量，選用型號(hào)為DL-1P2S的袋式過(guò)濾機(jī)，其過(guò)濾面

66、積為0.5m2進(jìn)出口徑為DN40，流量為20m3/h，公稱過(guò)濾精度為5μm。</p><p>　　依據(jù)所需過(guò)濾體積5.062 m3，過(guò)濾時(shí)間t=5.062 m3÷20 m3/h =0.25h=15min</p><p>　　過(guò)濾流速Q(mào)=20÷0.5=40 m3/h</p><p>　　過(guò)濾機(jī)自身帶有泵，其徑高比為1:1.5</p>

67、<p>　　4.2.2 真空濃縮設(shè)備的選擇</p><p>　　選擇型號(hào)為WZ III500的真空濃縮器，其水分蒸發(fā)率為5t/h</p><p>　　若要使得酵母抽提物濃度為45%，</p><p>　　則需處理的水分為M=4.634t-2.832t=1.802t</p><p>　　處理時(shí)間為t=1.802÷5=0.36

68、h=22min</p><p>　　且剩余水分量=1.802t-1.7503t=0.052t=52Kg</p><p>　　4.2.3 干燥機(jī)的選擇</p><p>　　選用GZ系列高速離心噴霧干燥機(jī)50，其水分最大蒸發(fā)量為50Kg/h，則所需處理時(shí)間=52Kg÷50≈1h</p><p>　　4.2.4 離心機(jī)的選擇</p&

69、gt;<p>　　根據(jù)所處理量，選擇型號(hào)為DBP500的碟片式離心機(jī)，處理量為15m3/h，進(jìn)口壓力為0.05mpa，出口壓力為0.1-0.3 mpa，電機(jī)功率22kW。</p><p>　　離心機(jī)1所需時(shí)間t1=5÷15=20min</p><p>　　離心機(jī)2所需時(shí)間t2=5.104÷15≈20min</p><p>　　4.2

70、.5 選擇泵的型號(hào)</p><p>　　注：先擬定泵處理的時(shí)間為30min,即為0.5h</p><p>　　所以泵1的處理量為：5.062÷0.5=10.124m3/h</p><p>　　泵2的處理量為：4.999÷0.5=9.998m3/h</p><p>　　泵3的處理量為：5.104÷0.5=10.20

71、8 m3/h</p><p>　　因此可得出所選泵的型號(hào)：ISG 40-250(I)C</p><p>　　注：泵1、2、3均可使用同一型號(hào)</p><p>　　則該泵的流量Q=10 m3/h，揚(yáng)程52m 電機(jī)功率5.5Kw，轉(zhuǎn)速2900r/min。 </p><p>　　則泵1的處理時(shí)間為：5.062 m3÷10 m3/h≈30m

72、in</p><p>　　泵2的處理時(shí)間為：4.999 m3÷10 m3/h≈30min</p><p>　　泵3的處理時(shí)間為：5.104 m3÷10 m3/h≈31min</p><p><b>　　5.設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表</b></p><p>　　5.1 設(shè)備及罐體設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表</p>

73、<p><b>　　5.2 時(shí)間總覽</b></p><p>　　各步所耗費(fèi)時(shí)間如下表所示：</p><p>　　因此，一批量處理周期為：T=27h</p><p><b>　　6．對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述</b></p><p><b>　　6.1 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)</b><

74、;/p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的是目前較為普遍的自溶-酶聯(lián)法工業(yè)化對(duì)啤酒酵母泥進(jìn)行深加工以生產(chǎn)酵母抽提物。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)所采用的過(guò)濾、脫苦以及自溶酶解方法均來(lái)自論文，具有一定的先進(jìn)性，通過(guò)論文的實(shí)驗(yàn)論證，具有可行性。</p><p>　　此外，通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)不同加水量的幾次對(duì)比，我發(fā)現(xiàn)稀釋酵母泥為酵母泥懸液時(shí)加一倍的水不僅可以保證過(guò)濾、脫苦和自溶過(guò)程中

75、酵母泥懸液的最佳濃度10%，還可以最大程度的減少罐體所需的體積，加快離心機(jī)、泵等的處理時(shí)間，因此可以極大地減少生產(chǎn)成本，并進(jìn)一步減少一批量的處理周期。</p><p>　　6.2 設(shè)計(jì)心得與體會(huì)</p><p>　　本課題是啤酒酵母泥的深加工的工藝設(shè)計(jì)，酵母泥的深加工工藝不像其他組啤酒發(fā)酵或糖化工藝那樣有一整套完整明確的流程，并且它的很多工藝方法現(xiàn)在還處于初步的實(shí)驗(yàn)階段，不能完全適應(yīng)工業(yè)化

76、大批量的生產(chǎn)，并且少數(shù)幾家做酵母抽提物產(chǎn)品的公司不會(huì)對(duì)其工藝技術(shù)等進(jìn)行公開(kāi)。因此，我們只能對(duì)比啤酒與酒精等已知的較為全面的工藝進(jìn)行對(duì)比，并從圖書館與網(wǎng)絡(luò)中的文獻(xiàn)中獲取有限的信息與數(shù)據(jù)（或許并不十分準(zhǔn)確），而且很多資料與文獻(xiàn)的的闡述和結(jié)論大多相互矛盾、說(shuō)法不一，很難判斷誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)。</p><p>　　雖然我們遇到了以上諸多困難，但還是努力將我們的課題完成。小組各成員的協(xié)作（討論工藝流程、查找分享資料與數(shù)據(jù)、討論遇到

77、的問(wèn)題等）使我們的工作效率大大提高，也鍛煉了我們的團(tuán)隊(duì)合作能力。尤其是指導(dǎo)老師，不但耐心解答我們一堆堆的問(wèn)題，還專門為我們補(bǔ)課，并且不斷給予我們支持與鼓勵(lì)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我不僅僅掌握了一個(gè)具體生產(chǎn)工藝的大致設(shè)計(jì)流程，更鍛煉了獨(dú)立思考能力與動(dòng)手能力，并且加強(qiáng)了我們的合作能力，使我們受益匪淺。</p><p>　　7. 附圖（見(jiàn)1號(hào)設(shè)計(jì)圖紙）</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

78、</b></p><p>　　《酵母抽提物的工業(yè)化生產(chǎn)》史勁松 南京野生植物綜合利用研究設(shè)計(jì)所 </p><p>　　《酵母精制備工藝的研究》 鞏 惠，李 勇</p><p>　　《啤酒酵母抽提物工業(yè)化生產(chǎn)》 李 祥 ,羅倉(cāng)學(xué)</p><p>　　《啤酒酵母抽提物的制備及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用》 袁仲，揚(yáng)繼遠(yuǎn)</p>

79、<p>　　《利用酵母泥制取酵母浸出膏》 陳瑤，陳德兆，方慧英，諸葛健</p><p>　　《酵母細(xì)胞自溶條件優(yōu)化研究》邵偉，樂(lè)超銀，陳菽</p><p>　　《酵母味素綜合抽提技術(shù)的研究》 焦宇知</p><p>　　《酵母抽提物的生產(chǎn)及應(yīng)用》 自衛(wèi)東，蔡鵬昌，錢敏</p><p>　　《廢棄啤酒酵母泥除雜、脫苦工藝條件的篩選與